JP2513442C - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明はバーコードようなコード化された符号の読取り装置に関する。「コー
ド化符号」という用語は包括的であり、符号、マークおよびパターンの総てを含
む。本発明は特に掌握式バーコード走査装置に適する。
【0002】
【従来技術とその間題点】
今日一般に使用されている所謂バーコードは長方形に形作られた異なる幅を有
する平行の棒状形状の集りからなる。これは統一製品コード(UPC)仕様書ま
たはCode 39,Interleaved Two of FiveおよびCodabar のような他のバーコード
使用を含む。
【0003】現在使用されている典型的なバーコード走査装置はHe-Ne レーザの
ようなガスレーサを使用してレーザビームを発生している。ビームは明るく照ら
された環境においても容易に見ることができ、したがって照射されたバーコード
を見ることができる。しかしバーコード走査器を小型化するためにより小さいレ
ーザ発生器が望ましく、レーザダイオードが使用されるようになった。レーザダ
イオードは典型的には赤外域(815 nmレベルの波長)のレーザ光を発生するヒ化
ガリウム(典型的にはガリウムアルミニウムヒ化物 GaAlAs)レーザ材である。レ
ーザビームの直径は非常に小さいので、バーコードを外さず照射することは必ず
しも容易ではなく、そのことが使用上の障害となってその普及を妨げている。そ
の問題は、目に見えない光ビームを使用して、かつ同時に同軸的な追跡用の可視
光線のビームを照射して失敗のない走査を可能ならしめることによって解決され
る。これは本願の原出願(特願昭59−172521号)の課題である。
【0004】掌握式コード化符号検出装置のもう一つの問題は、コード化符号(
通常は商品のラベル上のもの)に対して一定の距離に走査装置を置かないと明瞭
な読取りができないおそれがあることである。反射光に応じた光検出器に対する
照度、したがって光検出器からの出力信号はコード化符号と走査装置間の距離に
よって変化するからである。本発明の特徴は、検出器に一定の照度を与えるよう
に集光するにより、検出器からの出力の変動を最小にした掌握式コード化符号検
出光学装置を提供することである。この問題は本願の現出願の別の分割出願(特
願平5−213797号)の課題である。
【0005】手頃な価格のバーコード走査装置の可能性は、光学部品、電子光学
部品をいかに一体化するかに依存する。これらの部品は掌握し得るほど充分に小
さいハウジンング内に組立られるのが容易であるようにパッケージ化されなけれ
ばならないばかりでなく、光学部品が組立中および走査装置の使用中に発生する
衝撃や振動に対して保護されなければならない。これが本発明の課題であり、本
発明の目的はこの課題を解決することである。本発明の特徴は、レーザーを作動
する電子部品がレーザのおよび光検出器よような走査装置の他の電子部品だけで
なく光学部品を支持する基部を形成するプリント配線基板に装着されている単一
の組立体として提供されることである。
【0006】
【発明の構成】
本願は発明は、ポートを有するハウジングであって、相対的に大きい反射領域
と小さい反射領域からなるコード化符号を照射する光線が前記ポートを介して前
記ハウジングから照射され、前記コード化符号から反射される光線を前記ポート
を介して前記ハウジング内へ通過させるものと、該光線を形成するためのレーザ
ダイオードと光学系と、該反射光された光線を受ける光検出器と、該光検出器を
ハウジング内に支持する手段と、前記ダイオードと前記光検出器に接続する回路
を有するプリント回路基板とからなり、ハウジング内で前記レーザダイオードと
光学系が、前記プリント回路基板上に支持される関係に組み立てられて単一構造
部をなす、前記相対的に大きい反射領域と相対的に小さい反射領域からなるコー
ドか符号の検出装置を提供する。
【0007】好ましくは、前記組立手段はまた前記光学を前記レーザダイオード
、その前記光検出装置および前記プリント回路基板とともに前記単一構造内に組
立られる。
【0008】
【発明の具体的開示】
本願発明の目的と構成は上述(【0005】、【00061】の通りであるが
、以下に記す実施態様は、本願が分割出願であるという特殊事情の故に、上記従
来技術の項の冒頭で述べた問題を解決するための不可視光と可視光を併用する態
様を含む形で記載される。
【0009】図1〜3に本願発明の走査装置(場合により走査銃または単に銃と
呼ばれる)の一実施態様であるバーコード走査銃10が示されている。これは上
側部分14およびハンドル部分16からなるハウジング12を有する。ハウジン
グは好ましくはプラスチックの射出成形で形成される。ハウジングは右側と左側
の半分に分割され、これは始めに、走査装置の光学的、電気光学的および電子工
学的組立体20を収容するために開放される。表示ボード22、表示ランプ24
および走査が成功したことを示すために発生させられる可聴音用のポート26を
後端部に設けられているが、これは必須ではない。表示は液晶表示でも発光ダイ
オードでもよく、適宜に採用される。発光ダイオードは走査装置の走査状態(走
査装置がオン状態にあるか、オフ状態にあるか、非作動状態にあるか)を示し、
また走査が成功した時を示すこともできる。ハウジング12の上側部分14の前
端部28は、開口部を有し、この開口部を走査ビームおよびバーコード符号から
の反射光が通過する。この開口はビームポート30と呼ばれ、集光レンズ32が
ビームポート28内のハウジングの肩部36および38に取り付けられている。
【0010】走査装置は、取扱に都合がよいように小さい。適切には、前端部2
8と後端部18の間の水平方向の長さが約5インチ(12.5cm)であり、上
側ハウジングの上部が約5.5インチ(13.8cm)であり、上側ハウジング
14間の幅が約1.75インチ(4.38cm)である。
【0011】コード化符号は前端部28の位置から約10インチ(25cm)ま
での距離に置かれる。その距離は走査装置の焦点深度によって選択される。それ
にもかかわらず、コードを構成するバーの幅によって最大可能距離がある。幅0
.0075インチ(0.2mm)のバーに対しては最大被照射深度は3インチ(
7.cm)である。幅0.04インチ(1mm)の広いバーに対しては最大被照
射深度は10インチ(25cm)である。幅0.01インチ(0.25mm)の
バーに対しては最大被照射深度は4インチ(10cm)である。操作者が装置を
手に持ってコード化符号すなわちバーコードをなぞるように動かし、バーからの
反射光を検知しそれが電気信号に変換される。適当に増幅された信号がケーブル
38を介して走査装置から取りだされ、信号解読のための電子装置(図示せず)
に運ばれる。ケーブルはまた走査装置を作動する電力を供給する。別の構造とし
て電池をハンドル内に収納し、また解読用電子装置をハンドル内の基板40の上
に設けてもよい。コヒーレントなレーザビームは、バレル44の一端に設けられ
たレーザダイオードによって発生させられる。光学装置46がレーザダイオード
から発生する分散ビームを平行光線にする。これらの光学装置は、顕微鏡の対物
レンズ系またはディジタルオーディオディスク装置に典型的に使用されているタ
イプのものでよい。顕微鏡の対物レンズ系を使用した場合には、この対物レンズ
がダイオードに最も近い端部が顕微鏡において標本に面する端部となっていると
いう点で逆になっている。長い焦点距離と短い焦点距離をそれぞれ有する2つの
レンズ50および52によって形成される望遠鏡式光学部48は平行光線形成用
光学装置46からのビームを減らす。この減らされたビームは、集光レンズ32
によってビームポート28の前方の一点に焦点が合せられる。勿論、光学装置の
被照射深度すなわち焦点深度は上述したように距離の全体にわたってコードを読
み取ることを考慮している。
【0012】レーザダイオードは赤外線(典型的には815nm)のコヒーレン
トな光を発生する。ダイオード42は、出力ビームの強度を実質的に一定に保つ
ように、電力制御回路とともに作動する光検出器とともに組立体内に含まれる。
適当なダイオードは米国カリフォルニア州Sunnyvale 所在の三菱電機株式会社半
導体事業部 Mitsubishi Electronics America,Inc.から入手できる。レーザダ
イオードとともに使用される電力制御回路およびその他の回路は同社から発行さ
れている仕様書に記載されている。
【0013】レーザビームは実質的に見えないので、可視光線のマーク(追跡)
用ビーム、でコードを照射する手段が設けられる。これらの追跡用ビーム照射手
段は54は、小型の高強度白熱ランプ56を備えている。発光ダイオードを使用
してもよい。追跡用ビーム照射手段54内のランプ56に関連する光学装置は追
跡用ビームをビーム開口部前方のコード上に焦点を合せる。これらの光学装置は
、開口部58、レンズ60、スペクトルビームスプリッタ62、レーザビームス
プリッタ74および集光レンズ32を有する。スペクトルビームスプリッタ62
は、目に見える追跡用ビームを下方のレーザビームスプリッタ74に反射する薄
膜コーティングを有する。それから、追跡用ビームはレーザビームと同軸的に合
致して、両ビームは集光レンズ32およびビームポート30を通過する。勿論レ
ーザビームはレーザビームスプリッタ74を直接通過する。
【0014】光検出器66(適当なものはフォトダイオードまたはフォトトラン
ジスタ)は、ビームポートから入り、検出器66用の集光レンズ32によって焦
点が合せられるコード化符号からの反射光を検出すべく、ビーム路から外れた位
置に配置されている。検出器は、頭上の照明源(通常は蛍光灯)からの周囲の光
に対して保護するために上側ハウジング14の上面の裏面に配設されることが好
ましい。しかしながら、検出器は上側ハウジング14の底部に設けられてもよい
。その時には、反射されたレーザビームを検出器土に反射するスペクトルビーム
スプリッタが必要である。
【0015】バーコード符号上の光沢のある仕上げ面による反射光の偏光が反射
されるものである限り、鏡のように反射された反射光は入射レーザビームと同じ
偏光(例えば、直線偏光)を有する。バーコードから反射分散した光は、半分の
p偏光と半分のs偏光を有する。レーザビームスプリッタは、バーコード符号か
ら入って来るs偏光のみを反射する。このs偏光はそれからスペクトルビームス
プリッタ62を通過して検出器66の方に伝達される。従って、光沢面および他
の鏡のような反射によって生ずる検出器からの出力信号内の雑音は実質的に除去
される。偏光ビームスプリッタ74の代わりに、通常のビームスプリッタを使用
し、s偏光のみを通過させてもよい。
【0016】レーザダイオード42は、その出力ビームが照射面に対して垂直の
主軸を有するように方向付けられている。ビームスプリッタは実質的に楕円状を
している。ビームは約13°(垂直軸の両側に6.5°)および38(水平軸の
両側に19°)に発散する。平行光線を形成する装置46の第1のレンズはレー
ザダイオードから間隙をあけて設けられており、レーザダイオードから放射され
る全ビーム(全38°)を実質的に集光する。
【0017】レーザビーム発生手段20、追跡用ビーム発生手段54は、ビーム
スプリッタ62および74とともに互いに、かつトーン発生器78およびレーザ
ダイオード42を作動し制御する他のアナログ回路(電力制御回路)およびラン
プ56を励起する他のアナログ回路を含むプリント回路基板の上に設けられてい
る。回路素子(抵抗、コンデンサ、トランジスタおよび集積回路チップ)は、プ
リント回路基板68に設けられているが、これは簡略化のために示されていない
。基板68は図1に示されるように実質的に平らな上側ハウジング14の底部に
設けられている。基板は、集光レンズ32を支承するマウンティング30の一つ
によって位置付けられている。基板はクリップまたは他の手段(図示せず)によ
って正しい位置に固定されされている。バレル44は後側ブラケット82によっ
て基板68に取り付けられている。前側ブラケット80はまたレーザビームスプ
リッタ74を保持する。光学装置54とランプ56は、環状の前側ブラケット8
6および後側ブラケット82内に含まれるバレル84内に取付けられている。こ
れらのブラケットはバレル44に取り付けられている。また、前側ブラケット8
6はスペクトルビームスプリッタ62を支持している。全体の単一の組立体20
は上側ハウジング部14内に挿入され、係止されている。ブラケットは弾性を有
するゴムのような材料内に取り付けられ、これは、走査装置の銃がたとえ落され
ても走査装置の能動素子が破損されることはかなり少なくなる。
【0018】トリガスィッチ90はダイオード42をオン状態にし、追跡用ビー
ムランプ56を点灯する。スィッチが閉じられると、ビームは一定期間オン状態
になる。スィッチが開放されても、ビームは一定期間は完全にオン状態で残って
いる。ビームがオン状態にある間に操作者はビームをコード化符号を横切って走
査する。追跡用ビームは、明るく照らされた所においてさえも、コード化符号を
見失うことを最小にする。したがって、コード化符号は高い確立をもって検出さ
れうる。
【0019】レーザおよび追跡用ビーム照射手段の動作は図4からさらに明らか
になるであろう。図4は光線図を含み、レンズをさらに詳細に示している。平行
光線形成用光学装置は典型的には約20倍の倍率を有する3つの平凸レンズを有
する。開口部すなわちストップ部材90が、主軸すなわち垂直軸に沿って適切に
は6mmであるように、平行光線を形成する。望遠鏡式光学装置部分48は、そ
のレンズ52の近くにビームの焦点を形成するようにレンズ50を有する。レン
ズ50の焦点距離は適切には27mmであり、レンズ52の焦点距離は約4mm
である。これは、ビームの大きさを垂直方向において6mmから約1mmに縮小
する。集光レンズ32は適切には出力レーザビームに対して垂直すなわち長手方
向において50よりも大きいfナンバー(f♯)を有する。
【0020】検出器66の前方の集光レンズ32および開口ストップ部材92は
ビームポート28(図1)の前方に走査装置の焦点深度の全域にわたって一定の
照度を提供するとともに、検出器から一定の出力信号を発生する。この信号は解
読されて、相当する表示を表示ボードに提供される。
【0021】図5、6は、長い被照射深度にわたってコード化符号からのレーザ
ビームの反射光により検出器66に一定の照度を与えるように、集光レンズ32
、開口92および検出器66がどのように協働するかを示す光線図である。コー
ド化符号によって反射分散されて光に対して一定の集光角度を維持することによ
って一定の照度が提供される。この一定の集光角度が光学装置の焦点深度(被照
射)Sの全体にわたって検出器の信号が一定の変動範囲内にあることを保証する
。
【0022】図5は、ビームスプリッタ62および74による検出器66に対す
る反射光の通路内に90°回転の部分を除いた構成を示す。集光レンズは直径D
を有し、検出器の開口92は直径dを有する。集光レンズから検出器までの距離
はS1である。光検出器66の作動面は実質的に開口部92の端と揃えられてい
る。したがって、前記距離S1は実質的に検出器66に対する距離だけでなく、
開口部92に対する距離である。集光レンズ32から点Aの最大被照射深度まで
の距離はS2である。最小被照射深度は、集光レンズ32と接触する点Bである
。集光角度(θAおよびθB)が等しい場合には、点Aから集められる光の量は点
Bから集められる光の量と同じである。この条件の必要条件、θAおよびθBが小
さい、即ち1ラジアンより小さいことで、
θA(〜D/S2)=θB(〜d/S1) (1)
すなわち、D/S2=d/S1, d/D=S1/S2 (2)
点Bはレンズ32と接触しているので、点Bにおいては光の実質的な屈折を生じ
ないことに注意されたい。助変数S1およびS2は薄肉レンズの式
1/f=1/S1+1/S2 (3)
ここにおいて、fは集光レンズ32の焦点距離である。S2は最大焦点深度であ
り、例えば、ビームポート28から10インチ(25.4cm)である。fは高
密度(細い幅のバー)のコード化符号を読み取るための最適面の位置によって決
定されるレンズの焦点距離である。d/Dに対する関係は次式に変形することが
できる。
【0023】
d/D=S1/S2=1/S2[1/f−1/S2]
=1/S2[(S2−f)/fS2] (4)
または d/D=[S2/f−1] (5)
一例として、fが50mmであり、S2が250mmである場合を考えると、次
のようになる。
【0024】
d/D=[S2/f−1]
=250/50−1=[5−1]=4 (6)
この場合、開口92と集光レンズ32との間の距離は次のとおりである。
【0025】
1/S1=[1/f−1/S2]
=[S2−f]/fS2 (7)
=[250−50]/50×250
=[2/125] (8)
このとき、S162.5mmに等しくなる。
【0026】図6に示すように、開口部92は図5におけるように検出器66と
近接している必要はない。また、集光角度θAとθBは互いに等しい。
【0027】図5、6に示す光学手段は、(a)検出器の開口92が点Aから集
められる光の量を制限しないように位置付けられている場合、(b)θAがθBに
等しくなるように開口92が点Bから集められる光を制限している場合、および
(c)点Bから開口92を通過するすべての光を集める充分は大きさの集光領域
(感光領域)を検出機66が有している場合において、点Aおよび点Bから反射
される光から一定の集光効果を補償していることがわかるであろう。
【0028】
【発明の効果】 上の記述から、主要部材が一体化単一構造物に構成された改良された小型コー
ド化検出装置が提供されることが理解できよう。この装置は耐衝撃性に優れてい
る。上述の具体例は単に例示的なものであって本発明の範囲内においてここに記
載した装置を変形したり変更したりすることは自由である。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for reading a coded code such as a bar code. The term "coded code" is inclusive and includes all of codes, marks and patterns. The invention is particularly suitable for hand-held bar code scanning devices. [0002] The so-called barcodes commonly used today consist of a collection of parallel bar-like shapes of different widths shaped in a rectangle. This includes the use of Unified Product Code (UPC) specifications or other barcodes such as Code 39, Interleaved Two of Five, and Codabar. [0003] A typical bar code scanner currently in use generates a laser beam using a gas racer such as a He-Ne laser. The beam is easily visible even in a brightly lit environment, so that the illuminated barcode is visible. However, smaller laser generators have been desired to reduce the size of bar code scanners, and laser diodes have been used. The laser diode is typically a gallium arsenide (typically gallium aluminum arsenide GaAlAs) laser material that generates laser light in the infrared region (815 nm level wavelength). Since the diameter of the laser beam is very small, it is not always easy to irradiate the bar code without removing it, which hinders use and hinders its spread. The problem is solved by using an invisible light beam and simultaneously irradiating a coaxial tracking beam of visible light to enable a failure-free scan. This is a problem of the original application of the present application (Japanese Patent Application No. 59-172521). Another problem with the hand-held coded code detection device is that the coded code (
Clear reading may not be possible unless the scanning device is placed at a certain distance from the product (usually on the product label). This is because the illuminance on the photodetector in response to the reflected light, and hence the output signal from the photodetector, varies with the distance between the coded code and the scanning device. It is a feature of the present invention to provide a hand-held coded code detection optical device that minimizes fluctuations in the output from the detector by condensing light so as to give a constant illuminance to the detector. This problem is a problem of another divisional application (Japanese Patent Application No. 5-213797) of the present application of the present application. [0005] The potential of affordable bar code scanners depends on how the optical and electro-optical components are integrated. These components must be packaged so that they are easy to assemble in a housing that is small enough to be grasped, as well as the shock and vibration generated by the optics during assembly and use of the scanning device. Must be protected against. This is the subject of the present invention.
The purpose of the invention is to solve this problem. A feature of the present invention is that the laser-operating electronic components are simply mounted on a printed circuit board that forms the base that supports the optical components as well as the laser and other electronic components of the scanning device, such as a photodetector. It is provided as one assembly. According to the present invention, there is provided a housing having a port, and a light beam for irradiating a coded code including a relatively large reflection area and a small reflection area is emitted from the housing through the port. is, the port light rays reflected from the coded code
, A laser diode and an optical system for forming the light beam, a photodetector for receiving the reflected light beam, and means for supporting the photodetector in the housing. And a printed circuit board having a circuit for connecting to the diode and the photodetector, wherein the laser diode and the optical system are assembled in a housing in a relation supported on the printed circuit board to form a single structure. A code or code detecting device comprising the relatively large reflection area and the relatively small reflection area is provided. Preferably, said assembling means also assembles said optics with said laser diode, said photodetector and said printed circuit board in said single structure. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The purpose and configuration of the present invention are as described above ([0005] and [00061] , but the embodiments described below are based on the special circumstances that the present application is a divisional application. In order to solve the problems described at the beginning of the above-mentioned section of the prior art, a description will be given of a mode including a combination of invisible light and visible light. A barcode scanning gun 10, which is one embodiment of a scanning gun or simply a gun), is shown having a housing 12 comprising an upper portion 14 and a handle portion 16. The housing is preferably injection molded of plastic. The housing is divided into right and left halves, which are initially open to accommodate the optical, electro-optical and electronics assembly 20 of the scanning device. Is. Display board 22, a display lamp 24
A port 26 is provided at the rear end for an audible tone generated to indicate that the scan was successful, but this is not required. The display may be a liquid crystal display or a light emitting diode, and is appropriately adopted. The light emitting diode indicates the scanning state of the scanning device (whether the scanning device is on, off, or inactive);
It can also indicate when the scan was successful. The front end 28 of the upper portion 14 of the housing 12 has an opening through which the scanning beam and the reflected light from the bar code pass. This aperture is called a beam port 30, and a condenser lens 32 is attached to the housing shoulders 36 and 38 in the beam port 28. The scanning device is small for convenience in handling. Suitably, front end 2
The horizontal length between the upper housing 8 and the rear end 18 is about 5 inches (12.5 cm), the top of the upper housing is about 5.5 inches (13.8 cm), and the width between the upper housings 14. Is about 1.75 inches (4.38 cm). The coded code is located at a distance of about 10 inches (25 cm) from the location of the front end 28. The distance is selected by the depth of focus of the scanning device. Nevertheless, there is a maximum possible distance depending on the width of the bars that make up the cord. Width 0
. For a 0075 inch (0.2 mm) bar, the maximum exposure depth is 3 inches (
7. cm). For a wide bar 0.04 inches (1 mm) wide, the maximum depth of exposure is 10 inches (25 cm). For a 0.01 inch (0.25 mm) wide bar, the maximum depth of exposure is 4 inches (10 cm). An operator holds the device and moves it along a coded code or bar code, detects reflected light from the bar, and converts it into an electric signal. A suitably amplified signal is taken from the scanning device via cable 38 and electronics for signal decoding (not shown)
Transported to The cable also supplies the power to operate the scanning device. Alternatively, the battery may be housed in the handle and the decryption electronics may be provided on the substrate 40 in the handle. The coherent laser beam is generated by a laser diode provided at one end of barrel 44. The optical device 46 converts the scattered beam generated from the laser diode into a parallel beam. These optical devices may be of the type typically used in microscope objective lens systems or digital audio disc devices. When a microscope objective lens system is used, the objective is reversed in that the end closest to the diode is the end facing the specimen in the microscope. A telescopic optic 48 formed by two lenses 50 and 52 having a long focal length and a short focal length, respectively, reduces the beam from the collimating optics 46. The reduced beam is transmitted to the condenser lens 32.
Focuses on a point in front of beam port 28. Of course, the depth of illumination or depth of focus of the optical device takes into account reading the code over the entire distance as described above. [0012] Laser diodes generate coherent light in the infrared (typically 815 nm). Diode 42 is included in the assembly with a photodetector that works with the power control circuit to keep the intensity of the output beam substantially constant.
Suitable diodes are available from Mitsubishi Electronics America, Inc., Semiconductor Division, Sunnyvale, California, USA. Available from The power control circuits and other circuits used with the laser diode are specified in a specification issued by the company. Since the laser beam is substantially invisible, the visible light is marked (tracked).
Means for irradiating the code with the application beam. These tracking beam irradiation means 54 include a small high-intensity incandescent lamp 56. Light emitting diodes may be used. The optics associated with the lamp 56 in the tracking beam illuminating means 54 focus the tracking beam on the code in front of the beam opening. These optical devices have an opening 58, a lens 60, a spectral beam splitter 62, a laser beam splitter 74, and the condenser lens 32. Spectral beam splitter 62
Has a thin film coating that reflects the visible tracking beam to the laser beam splitter 74 below. The tracking beam then coincides coaxially with the laser beam, and both beams pass through the condenser lens 32 and the beam port 30. Of course, the laser beam passes directly through the laser beam splitter 74. A photodetector 66 (appropriately a photodiode or phototransistor, as appropriate) enters at the beam port and detects reflected light from the coded code focused by the collection lens 32 for the detector 66. , Which are located off the beam path. The detector is preferably located behind the upper surface of upper housing 14 to protect against ambient light from overhead illumination sources (typically fluorescent lights). However, the detector may be provided at the bottom of the upper housing 14. At that time, a spectral beam splitter that reflects the reflected laser beam to the detector soil is required. As long as the polarized light reflected by the glossy finished surface on the bar code is reflected, the reflected light reflected like a mirror has the same polarization (eg, linearly polarized light) as the incident laser beam. Have. The light reflected and dispersed from the barcode has half p-polarized light and half s-polarized light. The laser beam splitter reflects only the incoming s-polarized light from the barcode code. This s-polarized light is then transmitted through a spectral beam splitter 62 to a detector 66. Thus, noise in the output signal from the detector caused by reflections on glossy surfaces and other mirrors is substantially eliminated. Instead of the polarizing beam splitter 74, a normal beam splitter may be used to pass only s-polarized light. The laser diode 42 is oriented such that its output beam has a major axis perpendicular to the plane of illumination. The beam splitter is substantially elliptical. The beam diverges at about 13 ° (6.5 ° on both sides of the vertical axis) and 38 (19 ° on both sides of the horizontal axis). The first lens of the collimating beam forming device 46 is spaced from the laser diode and substantially focuses the entire beam (38 ° total) emitted from the laser diode. The laser beam generating means 20 and the tracking beam generating means 54 are mutually connected with the beam splitters 62 and 74, and other analog circuits (power control circuits) and lamps for operating and controlling the tone generator 78 and the laser diode 42. It is provided on a printed circuit board containing other analog circuits that excite 56. Circuit elements (resistors, capacitors, transistors and integrated circuit chips) are provided on the printed circuit board 68, but are not shown for simplicity. The substrate 68 is provided on the bottom of the substantially flat upper housing 14 as shown in FIG. The substrate is positioned by one of the mountings 30 supporting the condenser lens 32. The substrate is secured in place by clips or other means (not shown). The barrel 44 is attached to the substrate 68 by a rear bracket 82. Front bracket 80 also holds laser beam splitter 74. The optical device 54 and the lamp 56 are connected to the annular front bracket 8.
6 and mounted in a barrel 84 contained in the rear bracket 82. These brackets are attached to barrel 44. Also, the front bracket 8
6 supports a spectral beam splitter 62. Whole single assembly 20
Is inserted into the upper housing portion 14 and locked. The bracket is mounted in a resilient material, such as rubber, which substantially reduces damage to the active elements of the scanning device even if the gun of the scanning device is dropped. The trigger switch 90 turns on the diode 42 and turns on the tracking beam lamp 56. When the switch is closed, the beam is on for a period of time. Even when the switch is opened, the beam remains fully on for a period of time. While the beam is on, the operator scans the beam across the coded code. The tracking beam minimizes losing the coded code, even in brightly lit locations. Thus, the coded code can be detected with a high probability. The operation of the laser and tracking beam emitting means will be more apparent from FIG. FIG. 4 includes a ray diagram and shows the lens in more detail. A collimated beam forming optic typically has three plano-convex lenses with a magnification of about 20 times. The aperture or stop member 90 forms a collimated beam so that it is suitably 6 mm along the main or vertical axis. The telescopic optics section 48 has a lens 50 to form a beam focus near its lens 52. The focal length of lens 50 is suitably 27 mm and the focal length of lens 52 is about 4 mm
It is. This reduces the size of the beam in the vertical direction from 6 mm to about 1 mm. Condenser lens 32 suitably has an f-number (f 大 き い) greater than 50 in the vertical or longitudinal direction to the output laser beam. The condenser lens 32 and aperture stop member 92 in front of the detector 66 provide a constant illumination across the depth of focus of the scanning device in front of the beam port 28 (FIG. 1) and a constant illumination from the detector. Generate an output signal. This signal is decoded and a corresponding display is provided on the display board. FIGS. 5 and 6 show a condensing lens 32 which provides a constant illumination to the detector 66 by the reflected light of the laser beam from the coded code over a long irradiation depth.
, Aperture 92 and detector 66 cooperate. A constant illumination is provided by maintaining a constant collection angle for the light that is reflected and dispersed by the coded code. This constant light collection angle ensures that the detector signal is within a certain variation range over the depth of focus (illuminated) S of the optical device. FIG. 5 shows a configuration in which a portion rotated by 90 ° is removed in the path of the reflected light from the beam splitters 62 and 74 to the detector 66. Condensing lens is diameter D
And the detector aperture 92 has a diameter d. Distance from the condenser lens to the detector is S 1. The working surface of the light detector 66 is substantially aligned with the end of the opening 92. Therefore, the distance S 1 is substantially not only the distance to the detector 66 but also
The distance to the opening 92. Distance from the condenser lens 32 to the maximum the irradiated depth of the point A is S 2. The minimum irradiation depth is the point B that comes into contact with the condenser lens 32. If the collection angles (θ A and θ B ) are equal, the amount of light collected from point A is the same as the amount of light collected from point B. The necessary condition of this condition is that θ A and θ B are small, that is, smaller than 1 radian, so that θ A (〜D / S 2 ) = θ B (〜d / S 1 ) (1) That is, D / S 2 = D / S 1 , d / D = S 1 / S 2 (2) Note that point B does not cause substantial refraction of light at point B since it is in contact with lens 32. The auxiliary variables S 1 and S 2 are the formulas of a thin lens 1 / f = 1 / S 1 + 1 / S 2 (3) where f is the focal length of the condenser lens 32. S 2 is the maximum depth of focus, for example, from the beam port 28. 10 inches (25.4 cm). f is the focal length of the lens, determined by the position of the optimal surface for reading the dense (narrow bar) coded code. The relationship for d / D can be modified to: D / D = S 1 / S 2 = 1 / S 2 [1 / f−1 / S 2 ] = 1 / S 2 [(S 2 −f) / fS 2 ] (4) or d / D = as [S 2 / f-1] (5) an example, f is 50 mm, considering the case S2 is 250 mm, is as follows. D / D = [S 2 / f−1] = 250 / 50−1 = [5-1] = 4 (6) In this case, the distance between the aperture 92 and the condenser lens 32 is as follows: It is as follows. 1 / S 1 = [1 / f-1 / S 2 ] = [S 2 −f] / fS 2 (7) = [250-50] / 50 × 250 = [2/125] (8) At this time, it is equal to S162.5 mm. As shown in FIG. 6, opening 92 need not be as close to detector 66 as in FIG. The light collection angles θ A and θ B are equal to each other. The optical means shown in FIGS. 5 and 6, (a) if the opening 92 of the detector is positioned so as not to limit the amount of light collected from point A, to (b) θ A is theta B If the aperture 92 limits the light collected from point B to be equal, and (c) a light-collecting area (photosensitive area) that is large enough to collect all light passing through the aperture 92 from point B In the case where the detector 66 has, it can be seen that the light reflected from the points A and B compensates for a certain light collecting effect. [0028] From the description of the according to the present invention, an improved compact code key member is configured to integrate a single structure
It will be appreciated that a light detection device is provided. This device has excellent impact resistance
You. The above embodiments are merely illustrative, and modifications and variations of the devices described herein are within the scope of the invention.
【図面の簡単な説明】 【図1】 本願発明を実施化したバーコード走査銃を示す部分断面図。 【図2】 図1に示す走査銃の前端を示す端面図。 【図3】 図1に示す走査銃の後端を示す端面図。 【図4】 図1に示す走査銃の光学系および電子工学要素の動作を説明する光線図。 【図5】 コード化符号から反射された光を集光する光学装置の動作を説明する図。 【図6】 図5と同様の光線図であるが、少し異なった態様を示す。 【符号の説明】 これらの図面において: 10:バーコード走査銃; 12:ハウジング 16:ハンドル部分; 20:単一構造物 32:集光レンズ 42:レーザダイオード; 44:バレル 80、82:ブラケット(支持体) 90、92:開口; 62、74:ビームスプリッタ 68:プリント基板[Brief description of the drawings] FIG. FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a barcode scanning gun embodying the present invention. FIG. 2 FIG. 2 is an end view showing a front end of the scanning gun shown in FIG. 1. FIG. 3 FIG. 2 is an end view showing a rear end of the scanning gun shown in FIG. 1. FIG. 4 FIG. 2 is a light ray diagram for explaining the operation of the optical system and the electronic elements of the scanning gun shown in FIG. 1. FIG. 5 FIG. 4 is a diagram illustrating an operation of an optical device that collects light reflected from a coded code. FIG. 6 FIG. 6 is a ray diagram similar to FIG. 5, but showing a slightly different aspect. [Explanation of symbols] In these drawings: 10: Barcode scanning gun; 12: Housing 16: handle portion; 20: single structure 32: condenser lens 42: laser diode; 44: barrel 80, 82: bracket (support) 90, 92: aperture; 62, 74: beam splitter 68: Printed circuit board
Claims (1)
小さい反射領域からなるコード化符号を照射する光線が前記ポートを介して前記
ハウジングから照射され、前記コード化符合から反射される光線を前記ポートを
介して前記ハウジング内へ通過させるものと、該光線を形成するためのレーザダ イオードと光学系と、該反射光された光線を受ける光検出器と、該光検出器をハ
ウジング内に支持する手段と、前記ダイオードと前記光検出器に接続する回路を
有するプリント回路基板とからなり、ハウジング内で前記レーザダイオードと光
学系が、前記プリント回路基板上に支持される関係に組み立てられて単一構造部
をなすコード化符号検出装置。 【請求項2】請求項1に記載のコート化符号検出装置であって、前記光検出器が
前記レーザダイオードと、前記光学系がおよび前記プリント回路基板とともに単
一構造内に組立られているコード化符号検出装置。 【請求項3】請求項1に記載のコード化符号検出装置であって、さらにそのなか
に前記レーザダイオードと前記光学装置が配設されるバレルを有し、前記プリン
ト回路基板と該バレルの間に、前記バレルと前記レーザダイオードと前記光学系
を単一構造物に組立られてるための支持体が取り付けられてコード化符号検出装
置。Claims: 1. A housing having a port, wherein a light beam for irradiating a coded code comprising a relatively large reflection area and a small reflection area is emitted from the housing through the port. the port light rays reflected from said coded sign
To that passing into the housing through a laser diode and an optical system for forming an optical line, and a photodetector for receiving light rays that have been reflected light, means for supporting the photodetector in the housing And a printed circuit board having a circuit for connecting to the diode and the photodetector, wherein the laser diode and the optical system are assembled in a housing in a relation supported on the printed circuit board to form a single structure. A coded code detection device constituting a part. 2. A code detecting apparatus according to claim 1, wherein said photodetector is assembled together with said laser diode , said optical system and said printed circuit board in a single structure. Code detection device. 3. The coded code detecting apparatus according to claim 1, further comprising a barrel in which said laser diode and said optical device are disposed, wherein said barrel is provided between said printed circuit board and said barrel. And a support for assembling the barrel, the laser diode, and the optical system into a single structure.
Family
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